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Tipo: Tese
Título: Acúmulo de isoflavonas durante o enchimento do grão de soja e mapeamento de locos que controlam essa característica
Accumulation of isoflavone during soybean seed filling and mapping of loci controlling this trait
Autor(es): Colombo, Lucinete Regina
Abstract: Este trabalho foi realizado com a linhagem BARC-8 e a variedade comercial IAC-100, com os objetivos de: analisar a expressão do(s) gene(s) que codifica(m) a(s) enzima(s) sintase de isoflavona (IFS) em soja, e avaliar o acúmulo de isoflavonas ao longo do enchimento do grão em plantas cultivadas em duas diferentes temperaturas; mapear e identificar marcadores do tipo microssatélites e RAPD ligados a QTLs associados à determinação do conteúdo de isoflavonas em sementes de soja. Em um primeiro experimento, as plantas da linhagem BARC-8 e da variedade comercial IAC-100 foram cultivadas em dois regimes de temperaturas: 33/22 e 28/13 °C – dia/noite. Foram detectadas seis formas de isoflavonas ao longo do enchimento do grão de soja (daidzina, genistina, glicitina, malonildaidzina, malonilgenistina e malonilglicitina) tanto para IAC-100 como para BARC-8. Os resultados das análises de variância indicaram ter havido variação significativa para teor de isoflavonas em função do genótipo, da temperatura e dos estádios de desenvolvimento, bem como interação entre os três fatores analisados. A análise da cinética de acúmulo do RNA de IFS, pela técnica de RT-PCR, evidenciou que não há uma relação entre o acúmulo de isoflavonas e a quantidade de transcritos para IFS durante o enchimento do grão. Estudos posteriores deverão ser conduzidos, visando fazer uma análise quantitativa, para poder inferir como se comporta a expressão da IFS ao longo do enchimento do grão e se ocorre influência da temperatura sobre o acúmulo do seu transcrito. No segundo experimento, foi utilizada uma população de 93 plantas F 2 , obtidas do cruzamento entre BARC-8 e IAC-100, que são contrastantes para os teores de daidzina, genistina, malonildaidzina, malonilgenistina, isoflavonas totais e proteína. Os teores das isoflavonas foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência e o teor protéico pelo método de Kjeldahl. A população foi analisada, utilizando-se marcadores microssatélites e RAPD. Foram obtidos 22 grupos de ligação pouco saturados, contendo 82 marcadores, além de 25 marcas não ligada. Na análise de marca simples foram identificados 13 marcadores que explicaram a variação dos teores de daidzina. Destes, o marcador Satt318 explicou 17,39%. Na regressão múltipla, as marcas Satt318, Satt232 e Satt518 explicaram, juntas, cerca de 31,5% desta característica. Seis marcadores explicaram a variação dos teores de genistina. Destes, o Satt318 explicou 16,05% da variação. Na análise de regressão múltipla, as marcas Satt318, Satt350, Satt127 e OPK20 explicaram, juntas, cerca de 34% da variação. Onze marcadores foram identificados para malonildaidzina. Destes, o Satt318 explicou 16,13%. Na análise de regressão múltipla, as marcas Satt318, Satt232, Satt417 e Satt197 explicaram, juntas, cerca de 33% da variação. Dezesseis marcadores foram encontrados para malonilgenistina. Destes, o Satt318 explicou 12,05% da variação. Na análise de regressão múltipla, as marcas Satt318, Satt468, Satt495, Satt350, Satt127 e Satt499 explicaram, juntas, cerca de 45% da variação. Dez marcadores foram identificados para isoflavona total. Destes, o Satt318 explicou 13,59% da variação. Na análise de regressão múltipla, as marcas Satt318, Satt468 e OPAW04 explicaram, juntas, cerca de 26% da variação. Sete marcadores foram identificados para proteína total. Destes, o OPK20 explicou 10,06%. Na análise de regressão múltipla, as marcas OPK20, Satt512, OPU02 e Satt398 explicaram, juntas, cerca de 26% da variação. No mapeamento por intervalo composto, foi identificado um único QTL associado ao teor da isoflavona daidzina no grupo de ligação K, que explicou 28% desta característica. As marcas que mais explicaram as diferentes características avaliadas não foram alocadas no mapa de ligação e, estudos posteriores deverão ser conduzidos, visando aumentar o grau de saturação do mapa. Isto poderá permitir a identificação de QTLs para as diferentes características analisadas.
The soybean line BARC-8 and the commercial cultivar IAC-100 were used in this study in order to analyze the expression of the genes encoding the enzyme isoflavone syntase (IFS) in soybean, and to evaluate the accumulation of isoflavone during the seed filling in soy plants grown under two different temperatures, as well as to map and identify RAPD and microsatellite markers linked to the QTLs associated to the determination of the isoflavone contents in soybean. In the first experiment, the plants were grown under two temperature regimes: 33/22 and 28/13 o C - day/night. Six isoflavone forms were observed along the seed filling (daidzin, genistin, glycitin, malonildaidzin, malonilgenistin and malonilglycitin) in IAC-100 and BARC-8. The results of the variance analyses showed a significant variation in isoflavone content as a function of the genotype, temperature and the stage development, as well as an interaction among those three analyzed factors. A qualitative analysis of the accumulation kinetics of the isoflavone syntase RNA by the RT-PCR technique showed no relationship between isoflavone accumulation and the transcripts for IFS during seed filling. Further quantitative analysis should be conducted to determine the way IFS expression varies along the seed filling, and to verify if there is any influence of the temperature on its transcript accumulation. In the second experiment, a population of 93 F 2 plants were used. These plants were obtained from the crossing between BARC-8 and IAC-100, that are contrasting for the contents of daidzin, genistin, malonildaidzin, malonilgenistin, total isoflavones and protein. The isoflavone contents were determined by high performance liquid chromatography, and the protein content by the Kjeldahl method. The DNA of the plants was extracted and analyzed by RAPD and microsatellite markers. Twenty two linkage groups containing 82 markers in addition to 25 non-linked genetic markers were obtained. In the single marker analysis, thirteen markers explaining the variation in daidzin contents were identified. Among them, marker Satt318 explained 17.39% of the phenotypic variation. In the multiple regression analysis, markers Satt318, Satt232 and Satt518 together explained about 31.5%. Six markers explained the variation in genistin contents. From these, Satt318 explained 16.05% of the variation. In the multiple regression analysis, markers Satt318, Satt350, Satt127 and OPK20 together explained about 34%. A total of eleven markers for malonildaidzin were identified. Among those, Satt318 explained 16.13% of the variation. In the multiple regression analysis, the markers Satt318, Satt232, Satt417 and Satt197 together explained about 33%. Sixteen markers were found for malonilgenistin. From those, Satt318 explained 12.05% of the variation. In the multiple regression analysis, markers Satt318, Satt468, Satt495, Satt350, Satt127 and Satt499 together explained about 45%. Ten markers were identified for total isoflavone. From those, Satt318 explained 13.59% of the variation. In the multiple regression analysis, markers Satt318, Satt468 and OPAW04 together explained about 26%. Seven markers were identified for total protein. Among those, OPK20 explained 10.06%. In the multiple regression analysis, markers OPK20, SATT512, OPU02 and Satt398 together explained about 26% of the variation. In the interval composite mapping, just one QTL associated to daidzin content in linkage group K was identified, which explained 28% of the variation of this trait. The genetic markers which explained a higher amount of the variation of the different traits evaluated were not allocated in the linkage map. Further studies are needed, which should target the increase of the map saturation level. This will probably allow the identification of other QTLs for the different traits analyzed.
Palavras-chave: Soja
Malonildaidzina
CNPq: Ciências Biológicas
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: COLOMBO, Lucinete Regina. Acúmulo de isoflavonas durante o enchimento do grão de soja e mapeamento de locos que controlam essa característica. 2004. 60 f. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2004.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10034
Data do documento: 12-Mar-2004
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